[发明专利]无干扰准同步码分多址通信系统的信号生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接序列扩频无线通信，特别涉及无干扰准同步码分多址通 信系统的信号生成方法。

背景技术

为了减小码分多址通信系统中的干扰，人们提出了同步码分多址通信系统， 采用正交的沃尔什(Walsh)码作为扩频序列码组。对于移动通信系统，上行链路 的准确同步不太容易保证，无线信道的多径传播使系统同步变得更加困难，而且 由于远近效应的存在，进一步降低了同步码分多址通信系统的性能，使系统容量 受到限制。为了尽量减轻远近效应的影响，在IS-95等实用系统中，采用了复杂 的功率控制技术。

为了减小系统对同步精度的要求，近年来有人提出准同步或近似同步码分多 址通信系统，使得系统的同步误差控制在一定范围(如一个或几个码片周期)之 内，并在扩频码设计上展开了研究工作。

在理想情况下，码分多址通信系统中使用的扩频序列码组应具有如下相关特 性：每个扩频序列码的自相关函数应该是一个冲激函数，即除零时延外，其值应 处处为零；每对扩频序列码的互相关函数值应该处处为零。

遗憾地是，对于单码(即每个用户分配一个码)设计，在一维情况下，无论 是二元、多元还是复数序列，已经证明具有这种理想相关特性的序列是不存在的。 亦即对给定的序列长度N与数目M，最大自相关函数边峰值和最大互相关函数值不 可能同时为零，它们受到一些理论限的限制，要求一个变小时，另一个必然增大， 如Welch限，Sidelnikov限等。

针对这种情况，近年来设计出了具有低/零相关区的序列(该序列在零时延附 近一定范围之内，具有极小或理想的相关函数)。借助于低/零相关区序列，可以 实现抗多径干扰且性能优越的准同步CDMA系统。目前已有一些相关的专利，如中 国专利PCT/CN98/00151(CN1175828A)，采用一种具有零相关区的三元扩频序列组； 日本专利TY99002(11-023252)，采用一种具有零相关区的二元扩频序列组；等等。

对于互补码(即每个用户分配一组码)设计，完全互补码具有理想的相关特 性，但其伴的数目不可能超过序列数目，其序列长度受限于2^a10^b26^c(其中a，b，c 为非负整数)。针对这种情况，出现了一种广义正交互补码GPC(Generalized pairwise complementary codes with set-wise uniform interference-free windows，IEEE Journal on selected areas in communications，vol 24，no.1， January 2006，pp.65-74)，由完全互补序列集与正交序列集通过以下步骤构造而 成：(1)由完全互补序列对与二阶正交矩阵生成广义偶位移正交序列；(2)通过 Walsh-Hadamard扩展操作增加序列数目；(3)通过奇位移相关消除操作实现零相 关区特性。GPC码具有零相关区特性，其序列数目可以大于完全互补序列的伴的数 目。但由于完全互补序列集伴的数目不可能大于互补序列集内序列的数目P，因此 GPC码的数目M≤KP；完全互补序列的长度受限于2^a10^b26^c，因此GPC码的长度受限于 4K2^a10^b26^c，其中K为Walsh-Hadamard扩展因子。

针对完全互补序列集长度受限的情况，近年来设计出了具有零相关区的Z-互 补序列集(该序列集在零时延附近一定范围之内，具有理想的相关函数， Z-complementary binary sequences，IEEE Signal Processing Letters，Volume 14，Issue 6，pp.401-404，June 2007)。Z-互补序列的长度自由度很大，且其 伴的数目可大于序列数目。

发明内容

本发明的目的是提供灵活、简单的无干扰准同步码分多址通信系统信号生成 方法，使其结合单码序列的优点(易于实现)和Z-互补序列的优点(长度与伴的 数目受限较少)，具有零相关区，从而使码分多址通信系统在一定条件下实现无干 扰传输，减小系统对功率控制和同步的要求，降低系统实现复杂性；并可与QPSK 调制结合使用，在实现无干扰传输的同时提高带宽利用率。

所设计的具有“零相关区”的序列定义如下：